Muitas operações cognitivas requerem velocidade de processamento de informação (VPI) suficiente para serem executadas dentro do prazo permitido, sendo que VPI retardada geralmente está subjacente a déficits atencionais. A desaceleração no tempo de resposta é particularmente evidente em pacientes com traumatismo crânio-encefálico, doença de Parkinson, depressão, demência e esclerose múltipla (EM). A importância de compreender os déficits de VPI e o desenvolvimento de programas efetivos de reabilitação é, portanto, crítico. Devido à sua alta validade preditiva e à sua fácil administração, o Symbol Digit Modalities Test (SDMT) é um dos testes clínicos mais amplamente utilizados para a avaliação cognitiva de pacientes com menor VPI. No entanto, além de avaliar a presença e gravidade de seus déficits, é interessante determinar as regiões cerebrais responsáveis por essa função e sua integração. Devido à sua não invasividade e ao seu bom nível de confiabilidade, a técnica de Imagem de Ressonância Magnética Funcional Dependente do Nível de Oxigenação no Sangue (BOLD-fMRI) é a ferramenta mais apropriada para esse fim. Logo, o objetivo do presente estudo foi o mapeamento funcional cerebral de VPI durante o desempenho de uma tarefa (SDMT) adaptada para o ambiente da ressonância em um grupo de voluntários saudáveis jovens. 16 controles saudáveis destros foram recrutados e submetidos à avaliação cognitiva com a versão oral do SDMT antes da aquisição de imagens. IRM foi adquirida em um sistema de 3T (Philips Achieva). Imagens funcionais (BOLD) foram adquiridas com uma sequência EPI. O experimento consistiu de seis blocos de 30 s de controle intercalados com cinco blocos de 30 segundos de tarefa (SDMT). Durante os blocos de tarefa, um símbolo foi apresentado a cada 2 segundos e ao participante foi requerido que associasse o número correspondente ao símbolo apresentado baseando-se em uma chave de resposta. Durante os blocos de controle, um número foi apresentado a cada 2 segundos e ao participante foi requerido que lesse silenciosamente o número em questão. Mapas paramétricos estatísticos foram obtidos para estudo de localização funcional utilizando o Modelo Linear Geral com um regressor boxcar convoluído com uma função de resposta hemodinâmica canônica (p-FDR < 0,01). Foi realizada a correlação bivariada entre as séries temporais médias das regiões associadas à tarefa para estudo de integração funcional (p-FDR < 0.0001). As informações de localização e integração funcionais foram inseridas em analise de conectividade efetiva. Ativações foram observadas na rede frontoparietal e no córtex occipital para análises individual e em grupo. Análise de conectividade efetiva para a arquitetura do sistema revelou o declive em posição serial com o giro lingual, o cúneo e duas regiões paralelas (pré-cúneo e lóbulo parietal superior), a partir do qual a informação converge para o giro frontal inferior e se bifurca para os giros frontais médios esquerdo e direito. Um modelo de rede envolvendo áreas relacionadas à VPI foi obtido e pode servir como referência para investigações futuras deste processo cognitivo em grupos clínicos, combinadas com estudos de neuroplasticidade cerebral. / Many cognitive operations require sufficient information processing speed (IPS) to be executed within the allowed time frame, with delayed IPS often underlining attentional deficits. The deceleration in response time is particularly evident in patients with traumatic brain injury, Parkinson\'s disease, depression, dementia and multiple sclerosis (MS). The importance of understanding IPS deficits and developing effective rehabilitation programs is therefore critical. Because of its high predictive validity and easy administration, the Symbol Digit Modalities Test (SDMT) is one of the most widely used clinical tests for the cognitive assessment of patients with lower IPS. However, in addition to evaluating the presence and severity of its deficits, it is interesting to determine the brain regions responsible for this function and its integration. Because of its non-invasiveness and its good level of reliability, the BOLD-fMRI technique is the most appropriate tool for this purpose. Therefore, the aim of the present study was the functional brain function mapping of IPS during the performance of a task (SDMT) adapted to the resonance environment in a group of healthy young volunteers. 16 healthy right controls were recruited and submitted to cognitive assessment with the oral version of SDMT prior to image acquisition. MRI was acquired in a 3T system (Philips Achieva). Functional images (BOLD) were acquired with an EPI sequence. The experiment consisted of six blocks of 30 s of control intercalated with five blocks of 30 seconds of task (SDMT). During the task blocks, a symbol was displayed every 2 seconds and the participant was required to associate the number corresponding to the displayed symbol based on a response key. During the control blocks, a number was displayed every 2 seconds and the participant was required to silently read the number in question. Statistical parametric maps were obtained for functional localization study using the General Linear Model with a boxcar regressor convolved with a canonical hemodynamic response function (p-FDR <0.01). The bivariate correlation between the mean time series of the regions associated with the task for functional integration study (p-FDR <0.0001) was performed. The functional location and integration information was inserted into effective connectivity analysis. Activations were observed in the frontoparietal network and in the occipital cortex for individual and group analyzes. Effective connectivity analysis for the system architecture revealed the declive in serial position with the lingual gyrus, the cuneus and two parallel regions (precuneus and superior parietal lobule), from which the information converges to the inferior frontal gyrus and bifurcates to the left and right middle turns. A network model involving areas related to IPS has been obtained and may serve as a reference for future investigations of this cognitive process in clinical groups, combined with studies of cerebral neuroplasticity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-09102017-134507 |
| Date | 10 August 2017 |
| Creators | Pedro Henrique Rodrigues da Silva |
| Contributors | Renata Ferranti Leoni, Maria Paula Foss, Carlos Ernesto Garrido Salmon, Tiago Arruda Sanchez |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Física Aplicada à Medicina e Biologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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